北京产业互联网既肩负着再造数字经济万亿级产业集群的重要使命，也承担着促进数字经济与实体经济融合应用的重要任务。为此，北京软件和信息服务业协会在《数字经济应用场景-案例说》栏目中重磅推出产业互联网系列，旨在生动地展现数字经济如何具体重塑产业的新局面，唤起人们对数字经济，特别是产业互联网改变生产、生活和生产关系的认知。

本期案例中，三一重工以网络为基础、数据为要素、平台为中枢，构建“人、机、物”协同交互的虚拟世界，变革传统制造模式、生产组织方式和产业形态，构建全要素、全产业链的创新生产制造和运营体系，解决工程机械行业多品种、小批量、换线周期长、深度定制化、信息不对称、工业指令下发不到位、设备效能分析不量化等问题。

产业互联网类型：工业互联网

案例提供单位：金航数码科技有限责任公司

三一主营业务是以“工程”为主题的装备制造业，覆盖混凝土机械、挖掘机械、起重机械、筑路机械、桩工机械、风电设备、港口机械、石油装备、煤炭设备、精密机床等全系列产品。目前，三一挖掘机械、桩工机械、履带起重机械、移动港口机械、路面机械、煤炭掘进机械为中国品牌，混凝土机械为全球品牌。

转型诉求

三一集团作为工程机械领域的领军企业，数字化、智能化转型在2015年已开始起步，并确立了未来五年信息化项目规划。

物联网是企业智能制造的基石。2019年，三一集团启动了面向全球26个工厂的“三线、四表、设备互联”的物联网项目，力求通过项目实施，打造“端到端”的解决方案，通过“人、机、物”的全面互联，解决工程机械行业多品种、小批量、换线周期长、深度定制化、信息不对称、工业指令下发不到位、集团设备效能分析不量化等问题，变革传统制造模式、生产组织方式和产业形态，构建全要素、全产业链的创新生产制造和运营体系。

创新应用场景

金航数码凭借多年在复杂制造业的工程经验，基于自主开发的“金航数码工业物联网”产品，与三一智能总院和工艺院精诚合作，顺利完成了泵送事业部多个公司的设备数据上云项目，并参与企业工业物联网数据标准的制定。项目覆盖制造设备、检测设备、物流设备、辅机设备4个大类、105种型号、385台套设备，累计工业总线协议52种。

在项目实施过程中，金航数码依照架构引领的指导思想，参考GB/T 33474标准构建了物联网体系结构，深入研究关键技术，建立了设备接入、协议解析、数据存储、数据处理、数据发布、系统集成的技术路线，获得了良好的实施效果，得到了三一集团认可。

设备接入方面，是以工业以太网的方式将设备接入到工控网中，并通过CA证书来确保设备的唯一性和安全性。在不影响设备性能和增加硬件成本的前提下，使得每个物联网设备在具备快速接入的条件下还能获得高等级的安全能力，有效防止伪造设备攻击、设备秘钥被破解、伪造服务器指令等非法攻击手段。

协议解析是实现电信号到数字信号的关键。通过实时和可靠的分布式控制功能，可对现场设备实现毫秒级监听和远程控制，实现对设备运行状态、工艺参数、空间坐标、故障代码、连接状态等关键参数的实时统计；同时，可将远程指令以API的形式供可信第三方调用，以实现数据驱动下的业务创新。

数据存储方面，确保数据在本地具备可缓存能力，支持断点续传。工业物联网是数据密集型的大型工业软件系统，由于数据具有连接型特征，并对网络有严重依赖，因此需抵御网络传输所带来的数据延迟或者数据堵塞问题，以及应对特殊工况带来的影响，以保证数据能够完整、可靠地存储在边缘端。

数据处理方面，根据使用需求对原始数据进行加工处理，以保证脏数据能够有效剔除，减轻网络和存储负担。系统具备数据ETL和流数据处理能力；内置300多种函数，基于图形化的拖放和基于源的查询构建功能，可使数据处理以可视化的方式被编辑和监控，并具备分布式部署的能力，最小内存仅需要128MB；同时，扩展了对机器学习的支持，可与Tensorflow和Pytorch算法模型集成。

数据发布方面，基于多租户、多通道的数据发布，可以在零代码的环境下，将需要发布的数据通过组态界面编辑完成，并可将数据采集频率在20~2000ms之间任意调配，在满足数据高频采集的同时，提升了使用者的操作体验。当前支持本地系统、私有云、公有云、混合云的数据远程发布。

系统集成方面，通过开放API集成工业设备数据和物联网平台下发的操作指令，同时，具备面向应用场景的机器学习能力。在项目实施过程中，将MOM系统下发的工艺指令及NC程序，以远程加载的方式写入到本地设备中，打通制造现场与信息化管理系统的数据孤岛，实现企业智能化纵向集成。

产业赋能价值

三一重工通过项目实施，实现多源异构异质设备数据的毫秒级采集和控制指令的实时下发，同时将人工智能技术场景化，针对旋转类设备构建边缘智能算法模型，对设备的传动失效、动平衡、轴承磨损等故障起到了良好的预测性效果。

项目实现了对设备使用情况的在线监控，可有效评估各工段的产能状况，并对后续工艺路线优化给出可量化的数据支撑；建立动态排产算法模型，实现对制造计划和资源管理的优化，降本增效；实现对焊丝、刀具、焊接气体三大类辅材按需领料的精益管理，从而减少了对耗材、辅材的不合理消耗。